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SO2和NOx在化学工业上有重要用途,也是大气污染的主要来源,开发和利用并重,预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。
(1)在接触法制硫酸的过程中,发生2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0反应,某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图所示,根据图示回答下列问题:

①平衡状态由A到B时,平衡常数K(A)     K(B)(填“>”、“<”或“=”);
②将2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密闭容器中,若40s后反应达到平衡,此时体系总压强为0.10MPa,这一段时间内SO2的平均反应速率为                
该反应的平衡常数为                       
(2)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染,例如:CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4并使之完全反应:
①若将NO2还原至N2,整个过程中转移电子的物质的量为                  
②若还原NO2和NO的混合物,放出的总热量Q的取值范围是              
(1)①=;(1分)②0.0040mol·L-1·s-1,800L·mol-1;(共4分,各2分,无单位或错误扣1分)(2)①1.6mol(2分,无单位扣1分)②173.4kJ<Q<232kJ(3分)

试题分析:(1)平衡常数只受温度的影响,温度不变,则压强不变,平衡状态由A变到B时,则k(A)=k(B);(2)由图象知,体系总压强为0.10MPa时SO2的平衡转化率为0.8,则
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始:2.0mol    1.0mol         0
转化:1.6mol    0.8mol        1.6mol
平衡:0.4mol    0.2mol         1.6mol
则平衡时:c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,SO2的平均反应速率为1.6mol/10L/40s=0.0040mol·L-1·s-1,K=c(SO3)2/c(SO2)2·c(O2)=(0.16)2/(0.04)2×0.02=800;(2)①CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H="-1160kJ/mol" 利用盖斯定律将①+②/2可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-867kJ/moln(CH4)=4.48L/22.4L/mol=0.2mol,整个过程中转移的电子总数为:0.20mol×8=1.60mol,放出的热量为:0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ。②上述可知,若反应物中全部是为二氧化氮,放出的热量为173.4kJ。根据盖斯定律可据算出若全部为一氧化氮放出热量为232kJ,故放出的热量范围是173.4kJ<Q<232kJ。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(1) 在一定温度下,测得0.1 mol·L-1CH3COOH溶液的PH为3.0。则CH3COOH在水中的电离为         ,此温度CH3COOH的电离平衡常数为                       
(2) 在25℃时,Kw=1.0×10-14,测得0.1 mol·L-1 Na2A溶液的pH=7。则H2A在水溶液中的电离方程式为                ,该温度下,将0.01 mol·L-1 H2A溶液稀释到20倍后,溶液的pH=             
(3) 已知HCN(aq)+NaOH(aq)=NaCN(aq)+ H2O(l)  ΔH=-12.1 kJ·mol-1
HCl(aq) +NaOH(aq)=NaCl(aq) + H2O(l)  ΔH=-57.3 kJ·mol-1
则在水溶液中HCNH++CN电离的ΔH为               kJ·mol-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:
6Ag(s)+O3(g)= 3Ag2O(s);        △H=-236kJ·mol-1
已知:2Ag2O(s)= 4Ag(s)+O2(g);        △H=" +62" kJ·mol-1
则O3转化为O2的热化学方程式为________________________________________________。
(2)臭氧在水中易分解,臭氧的浓度减少一半所需的时间如下表所示。

由上表可知pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是__________(填微粒符号)。
(3)电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势,在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景。科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。
臭氧在阳极周围的水中产生,其电极反应式为_______________________;阴极附近的氧气则生成过氧化氢,其电极反应式为_______________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

工业制硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。
(1)某温度下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H="-197" kj/mol。开始时在10 L的密闭容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g),当反应达到平衡时共放出197kJ的热量,该温度下的平衡常数K=   ,升高温度K将   (填“增大、减小或不变”)。
(2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2,发生下列反应:
2SO2(g)+O2(g)       2SO3(g),达到平衡后,改变下述条件,SO2、O2、SO3的平衡浓度都比原来增大的是   (填字母)。
A.恒温恒容,充入2mol SO3    B.恒温恒容,充入2mol N2
C.恒温恒压,充入1 mol SO3   D.升高温度
(3)在一密闭容器中进行下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),化学兴趣小组的同学探究了其他条件不变时,改变某一条件时对上述反应的影响,并根据实验数据作出了下列关系图。下列判断中正确的是   (填字母)。

A.图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高
B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高
C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且乙的温度较低
D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高
(4)某实验小组设想如下图所示装置用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式:   

(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:
SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   △H1="-197" kJ/mol;
H2O(g)=H2O(1)   △H2="-44" kJ/mol:
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(1)  H3="-545" kJ/mol。
写出SO3(g)与H2O(1)反应的热化学方程式是   
(6)由硫酸可制得硫酸盐.在一定温度下,向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液,当两种沉淀共存时,SO42-和CO32-的浓度之比   。[已知该温度时,Ksp(BaSO4)=1.3x10-10,KsP(BaCO3)=5.2x10-9]。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

I.已知:反应H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)   ΔH=" —184" kJ/mol
4HCl(g)+O2(g)  2Cl2(g)+2H2O(g)     ΔH=" —115.6" kJ/mol 
      
请回答:
(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式                                     
(2)断开1 mol H—O 键所需能量约为                kJ
II.试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为:,它所对应的化学方程式为:         
(2)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K=0.5,则400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)          v(N2)(填:>、<、=、不能确定)(1分)
欲使得该反应的化学反应速率加快,同时使平衡时NH3的体积百分数增加,可采取的正确措施是       (填序号)(1分)
A.缩小体积增大压强    B.升高温度   C.加催化剂   D.使氨气液化移走
(3)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:A(g) + 3B(g)  2C(g) + D(s) ΔH,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/K
300
400
500

K/(mol·L—1)2
4×106
8×107
K1

 
请完成下列问题:
①判断该反应的ΔH        0(填“>”或“<”) (1分)
②在一定条件下,能判断该反应一定达化学平衡状态的是         (填序号)
A.3v(B)=2v(C)      B.A和B的转化率相等
C.容器内压强保持不变    D.混合气体的密度保持不变
(4)以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。

①放电时,负极的电极反应式为                             
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L—1 KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960 mL。放电完毕后,电解质溶液中各离子浓度的大小关系为                                  

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

过度排放CO2会造成“温室效应”,为了减少煤燃烧对环境造成的污染,煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。

(1)已知①C(s) + H2O(g) = CO(g)+H2(g)      ΔH1=+131.3 kJ·mol-1
②C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) ΔH2=+90 kJ·mol-1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是   ________________________,
(2)用下图原电池装置可以完成过程⑤的转化,该装置b电极的电极反应式是_______________________。

(3)在压强为0.1 MPa条件下,容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示,则:

①p1________p2(填“>”、“<”或“=”)。
②在其他条件不变的情况下,向容器中再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的平衡转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③在p1下,100 ℃时,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反应的平衡常数为________(用含a、V的代数式表示)。
(4)如图表示CO2与H2反应生成CH3OH和H2O的过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:

关于该反应的下列说法中,正确的是________(填编号)。
A.ΔH>0,ΔS>0              B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0              D.ΔH<0,ΔS>0
(5)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示:

①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=________。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________(填编号)。
A.升高温度             B.将CH3OH(g)及时液化移出
C.选择高效催化剂       D.再充入1 mol CO2和3 mol H2

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知:

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566 kJ·moL-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6 kJ·moL-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH =-44.0 kJ·moL-1
(1)氢气的标准燃烧热△H  =          kJ·moL-1
(2)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:                                                 
(3)H2是一种理想的绿色能源,可作燃料电池;若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液,其负极的电极反应式是                                                 

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

火箭推进器中盛有液态肼(N2H4)和液态双氧水,当它们混合时,立即产生氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知6.4 g液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气时,放出128.326 kJ的热量。下列热化学方程式正确的是(  )
A.N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=128.326 kJ·mol-1
B.N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-128.326 kJ·mol-1
C.N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1
D.N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-256.625 kJ·mol-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

水是生命之源,也是化学反应中的主角。请回答下列问题:
Ⅰ、氢气燃烧生成液态水热化学方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH=-572kJ/mol。
(1)生成物能量总和(填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
(2)若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量  572 kJ(填“>”、“<”或“=”)。
(3)氢气热值为        
Ⅱ、氢气和氧气反应生成水,将化学能转化为电能,其构造如图所示:a、b两个电极均由多孔的碳块组成。

(1)a电极反应式是                            
(2)b电极反应式是                           
Ⅲ、如图表示一个电解池。X、Y都是惰性电极,电解液a是饱和食盐水,同时在两边各滴入几滴酚酞试液。

(1)X极上的电极反应式为                        
在X极附近观察到的现象是                        
(2)Y极上的电极反应式为                       
检验该电极反应产物的方法是                      

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